هیدروکلوئیدها پلی ساکارید‌های محلول در آب هستند و به دلیل خواص عملکردی خود مانند تغلیظ، ژل شدن و امولسیون کنندگی به طور گسترده در صنعت غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. کاربرد آن‌ها از نوشیدنی‌ها گرفته تا محصولات نانوایی و آنالوگ‌های گوشتی را شامل می‌شود.
انواع زیادی از هیدروکلوئید‌های تجاری موجود هستند که منشأ متفاوتی دارند، به عنوان مثال هیدروکلوئید‌های بر پایه میکروارگانیسم‌ها (صمغ زانتان)، جلبک دریایی (آلژینات)، بافت حیوانات (کیتین) یا گیاهان (سلولز). برای آنالوگ‌های گوشت، به عنوان مثال. سلولز، آلژینات و صمغ گوار در حال حاضر برای بهبود کیفیت و بافت استفاده می‌شود.
هیدروکلوئید چیست؟
هیدروکلوئیدها مولکول‌های آبدوست هستند که وزن مولکولی بالایی دارند. هیدروکلوئیدها یا معمولاً صمغ‌ها به عنوان پلی ساکارید‌های پیچیده غیر قابل هضم تعریف می‌شوند که در آب حل یا پراکنده می‌شوند تا ویسکوزیته ایجاد کنند. استفاده از هیدروکلوئیدها در سال‌های اخیر به شدت افزایش یافته است.
هیدروکلوئیدها در غلظت کمتر از ۱ درصد استفاده می‌شوند که بر خواص بافتی و ویژگی‌های حس دهانی محصولات تأثیر می‌گذارد. بافت تولید شده از این ترکیبات هیدروکلوئیدی مانند دانه‌های صمغ ضعیف است. مطالعات زیادی برای بهبود خواص فیزیکوشیمیایی و رئولوژیکی ماست کم‌چرب و بدون چربی، با طیف گسترده‌ای از افزودنی‌ها در ترکیب با هیدروکلوئیدها انجام شده است.
اگرچه همه هیدروکلوئیدها در آب غلظت ایجاد می‌کنند، فقط تعداد نسبتاً کمی از صمغ‌ها ژل تشکیل می‌دهند. صمغ‌های مهمی که در مواد غذایی به عنوان عوامل ژل‌کننده کاربرد دارند عبارتند از: آلژینات، پکتین، کاراگینان، ژلان، ژلاتین، آگار، نشاسته اصلاح شده، متیل سلولز و هیدروکسی پروپیل متیل سلولز. در میان این افزودنی‌ها، خواص عملکردی متعدد هیدروکلوئیدها، استفاده گسترده از آن‌ها را ممکن می‌سازد.
این ویژگی‌ها شامل درجات مختلفی از چسبندگی به توانایی جریان است، به عنوان مثال، ویسکوزیته و افزایش قوام هیدروکلوئیدها در تولید شیر سویا و ماست مورد استفاده قرار گرفتند.
هیدروکلوئیدها در صنعت غذایی
هیدروکلوئیدها پلیمر‌های آبدوست هستند که از منابع مختلف گیاهی (مانند لوکاست بین گام، کاراگینان، پکتین، نشاسته)، حیوانی (مانند کیتوزان)، میکروبی (مانند صمغ زانتان)، یا اصلاح شیمیایی پلی ساکارید‌های طبیعی (مثلاً) مشتق شده‌اند. کربوکسی متیل سلولز) و به طور کلی دارای گروه‌های هیدروکسیل زیادی است و ممکن است پلی الکترولیت باشد. هیدروکلوئیدها عمدتاً برای کنترل رئولوژی و ساختار در فرمولاسیون مواد غذایی گنجانده می‌شوند.
در محیط‌های آبی، هیدروکلوئیدها متورم می‌شوند و حجم هیدرودینامیکی آن‌ها افزایش می‌یابد و در نتیجه ویسکوزیته سیستم افزایش می‌یابد. علاوه بر این، اگر هیدروکلوئیدها به دلیل غلظت خود، آب کافی را به خود جذب کنند، زنجیره‌های آن‌ها برهم کنش می‌کنند و شبکه ژلهای ایجاد می‌کنند.
ژلهای هیدروکلوئیدی را می‌توان در غلظت‌های بالای پلیمر یا با کاهش کیفیت حلال (یعنی تغییر pH یا قدرت یونی) تولید کرد. برای مثال، افزودن یون K+ کافی به محلول مایع κ-کاراگینان، یک ژل تولید می‌کند. به دلیل رفتار تورمی خود، هیدروکلوئیدها فقط در غلظت‌های پایین مورد نیاز هستند تا اثر مورد نظر را به ساختار غذا بدهند.
نشاسته یکی از فراوان‌ترین پلی ساکارید‌هایی است که عمدتاً از غلات و ریشه‌ها به دست می‌آید. نشاسته در صنعت غذا به عنوان عامل غلیظ‌کننده، اتصال دهنده، شیرین‌کننده و امولسیون‌کننده استفاده می‌شود. نشاسته کم هزینه و معمولاً فراوان است، با این حال، به نظر می‌رسد که نشاسته دارای محدودیت‌هایی در پایداری ساختاری تحت شرایط مختلف pH و تنش برشی، عدم حلالیت در دمای پایین است.
علاوه بر این، خواص چسبندگی نشاسته و رتروگراسیون نیز استفاده آن در محصولات غذایی را سخت می‌کند. بنابراین، ترکیب با صمغ‌های هیدروکلوئیدی غیر نشاسته‌ای یکی از راه‌های بهبود خواص نشاسته است. صمغ‌های هیدروکلوئیدی غیر نشاسته‌ای پلیمر‌هایی با وزن مولکولی بالا، معمولاً پلی ساکارید‌ها هستند که با نشاسته تعامل می‌کنند و عملکرد مورد نظر را بهبود می‌دهند.
خواص نشاسته‌ای ژل شدن، غلیظ شدن و حلالیت در آب ویژگی‌های ارجح برای فرآوری مواد غذایی است. با این حال، برهمکنش نشاسته با پلیمر‌های دیگر در مواد غذایی به بهبود پایداری ذوب، جلوگیری ازیخ زدگی و خواص حسی کمک می‌کند. بنابراین، درک بیشتر کاربرد‌های نشاسته در واحد‌های تحقیق و توسعه نشاسته باید بتوان خصوصیات نشاسته را به تنهایی و در کنار سایر مواد اولیه در شرایط مختلف دما و تنش برشی بررسی نمود.
دستگاه ویسکومتر برابندر
دستگاه ویسکوکوئیک برابندر یک ویسکومتر است که رفتار هیدروکلوئیدها در شرایط خاصی مانند نیروی برشی و دما را بررسی می‌کند. تغییرات در ویسکوزیته پراکندگی هیدروکلوئیدی در طول گرمایش و سرمایش تحت تأثیر نیروی برشی با استفاده از ویسکوکوئیک می‌توان بررسی نمود.
ویسکوکوئیک جدیدترین محصول برابندر برای آزمایش محصولات نشاسته‌ای است. اطلاعات در مورد خواص رئولوژیکی غذا‌های مختلف و مواد اولیه نه تنها برای مراحل پروسس (به عنوان مثال، جریان‌پذیری، مخلوط شدن یا قابلیت پمپاژ) مهم است بلکه همچنین برای انتخاب مواد اولیه برای کاربرد‌های مورد نظر مهم است.
با دستگاه ویسکوکوئیک می‌توان اندازه‌گیری خواص نشاسته را تنها با ۵ تا ۱۵ گرم از مواد نمونه (به علاوه تقریباً ۱۰۰ تا ۱۱۰ گرم حلال) و در بازه زمانی ۱۰ دقیقه انجام داد.
ویسکوکوئیک ویژگی‌های ویسکوزیته طیف وسیعی از مواد به عنوان تابعی از دما و همچنین خواص ژلاتینه شدن اندازه‌گیری و عملکرد گرمایش/سرمایش یکپارچه دما را برای کاربرد‌های مختلف کنترل می‌کند. ظرف اندازه‌گیری ویسکوزیته از جنس فولاد ضد زنگ قابل استفاده مجدد هم برای اسید‌ها و هم برای باز‌ها مناسب است.
ثبت ديدگاه